6.1-Сурет

(

70

6.1)өрнектен, L және S берiлген жағдайда J-дiң әр түрлі мәндерiнiң саны (2s+1)-ге тең болатындығы көрiнедi. Бұл L, S мәндерi берiлген және L>S болған жағдайда, атомның энергия деңгейi (2S+1) деңгейшеге жiктелетiндiгiн бiлдiредi.

Деңгейшелер саны мультиплеттiк деп аталады. Екi электроннан тұратын жүйеде s=0 және s=1, демек, мультиплеттiк 1 және 3-ке тең бола алады, дара деңгейлер (синглеттер) және триплеттiк деңгейлер түзіледi. Энергия деңгейлерiнiң мультиплеттiгiнен атомның шығару спектрiндегi сызықтардың өзара орналасуында өзiне тән заңдылықтар пайда болады. Спектрлердi талдау ең алғаш атомдардың энергетикалық деңгейлерiнiң салыстырмалы орналасуы, және атомдардың электрондық құрылымы жөнiнде деректер алуға, және де энергетикалық деңгейлердiң мультиплеттiк түзілiсiн электронның өзiне тән, өзгеше және елеулi қасиетi-спиндiк импульс моментiмен байланыстыруға мүмкіндiк бердi.

Жұмыста Cd, Hg, Zn атомдары буларының сәуле шығару спектрi зерттеледi. Cd, Hg, Zn атомдарының сыртқы электрондық қабықшасында екi электрон болады, iшкi қабықшалардың қорытқы және импульс моменттерi нөлге тең.

6.2-суретте сынап атомының энергетикалық деңгейлер схемасы және бұлардың арасында мүмкін болатын ауысулар келтiрiлген. Қалыпты (негiзгi) күйде сыртқы электронның екеуi де 6s-электрондар болып табылады, өйткенi бұлардың бас кванттық сандары n=6, ал орбиталық кванттық сандары 0. Электрондардың бiреуi әрқашан қозбаған 6s-күйде қалып қояды, ал екiншiсi кванттық сандары өзгерiп, қоздырылады. ₁0 күйiнде қалатындықтан, қорытқы L саны ₂-мен дәл келедi. Қорытқы спиндiк импульс моментi, жоғарыда айтылғандай, s=0 және s=1 болады.

Көп электронды атомдардағы спектрлiк сызықтардың пайда болуына жауапты электрондардың энергетикалық деңгейлерiн (күйлерiн) термдермен сипаттайды, мұндағы LS, P, D,... (L=0, 1, 2,...cандары үшін). Терм белгiсiндегi жоғарғы сол жақтағы индекс деңгейдiң мультиплеттiгiн, төменгi оң жақтағы индекс-J санын анықтайды.

6.1-кесте

1-элек трон	2-элек трон	L	S=0		S=1
			J	терм	J	терм
6s	6s	0	0	1S0	1	3S1
6s	6p	1	1	1P1	0,1,2	3P0; 3P1; 3P2
6s	7s	0	0	1S0	1	3S1
6s	7p	1	1	1P1	0,1,2	3P0; 3P1; 3P2
6s	6d	2	2	1D2	1,2,3	3D1; 3D2; 3D3

71

6.2-сурет

Сынап атомының мүмкін күйлерi 6.1-кестеде келтiрiлген.

6.2-суретте тiк бағытта атомның толық энергиясы салынған. Атом энергиясының нөлдiк мәнiне атомнан бiр электронды бөлiп алуға сәйкес энергия алынған, сондықтан атом энергиясы терiс болады. 6, 7, 8... сандары валенттiк электронның n=1,2,3,4,5 қабықшаларда сынап атомының 78 iшкi электроны орналасқан. Бұл электрондар оптикалық спектрдiң шығарылуына қатыспайды. Сынап атомының қалыпты (негiзгi) күйiне сәйкес энергия деңгейi (6¹S₀) 10,43 эВ тереңде жатыр; бұл сынап атомының иондану жұмысы 10,43 эВ болады деген мағына бiлдiредi. 6.2-суретте деңгейлер арасындағы мүмкін кванттық ауысулар да кескiнделген (ауысулар кезiнде L=1, J=0,1 кванттық-механикалық сұрыптау ережелерi орындалады).

Сынап атомының сипаттаушы спектрлiк сызықтары мына кванттық ауысуларға сәйкес келедi:

6 ³Р₁  6¹S₀ -=253,7 нм; 7 ³S₁  6 ³Р₁ -₂=435,8нм;

7 ³S₁  6 ³Р₀ -₁=546,1нм; 7 ³S  6 ³Р₂ -₃=404,7нм;

М

72

ырыш, кадмий, сынап атомдарының спектрлерi бiрiне-бiрi ұқсас. L және S сандары берiлгенде энергияның J кванттық санына тәуелдiлiгi триплеттiк жiктелудiң шамасын анықтайды: үлкен атомдық нөмiрлер үшін жiктелу шамасы үлкен болады. Егер тиiстi спектрлiк сызықтардың толқын ұзындықтары анықталған болса, онда атомдардың энергетикалық деңгейлер схемасын тұрғызуға болады. Жұмыста мырыш, кадмий, сынап триплетiнiң спектрлiк сызықтары толқын ұзындықтарын тауып және өлшеу керек.